触针式轮廓仪传感器非线性误差的补偿

作     者：付嵌波 赫东锋 卢珺琪 FU Qianbo;HE Dongfeng;LU Junqi

作者机构：西安工业大学机电工程学院西安710021 

出 版 物：《轴承》 (Bearing)

年 卷 期：2025年第2期

页      面：53-59页

学科分类：08[工学] 080203[工学-机械设计及理论] 080401[工学-精密仪器及机械] 0804[工学-仪器科学与技术] 0802[工学-机械工程] 081102[工学-检测技术与自动化装置] 0811[工学-控制科学与工程] 080201[工学-机械制造及其自动化] 

基　　金：陕西省重点研发计划资助项目(2020ZDLGY14-02) 

主　　题：滚动轴承 轮廓仪 传感器 非线性误差 误差补偿 最小二乘法 

摘      要：触针式轮廓仪测量时传感器中杠杆转动所带来的非线性误差是影响其测量精度的一个重要因素。现有的非线性误差补偿方法多采用多项式进行拟合和补偿,随着触针式轮廓仪测量范围的增大,多项式误差补偿方法存在较大的残余误差,为此提出一种基于非多项式的触针式轮廓仪误差补偿方法。首先,建立触针式轮廓仪传感器的非多项式误差模型;然后,以标准球作为标准器,结合Pratt圆拟合最小二乘法以及Levenberg-Marquardt寻优算法,实现模型参数的标定;最后,利用标定获得的参数对触针式轮廓仪传感器的非线性误差进行补偿。对半径为4.7625 mm钢球的轮廓度测量数据误差进行补偿,结果表明,所提出的非多项式误差模型能比传统多项式模型更有效地减小触针式轮廓仪传感器的非线性误差。另外,通过不同半径标准球的标定和补偿试验表明,采用同一标准球获得的标定参数可以应用于不同曲率半径曲线测量时的非线性误差补偿,证明了该补偿方法可以用于复杂轮廓测量时传感器非线性误差的补偿。